%% 函数或者脚本说明
%{
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* 文件名:Graphene_Conductivity_Calulation
* 函数名:None
* 功 能:使用了两个公式，分别计算了石墨烯的电导率
* 变量说明:GC1和GC2是结果，由实部和虚部两项构成
* 注意事项:
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%}

clc; clear variables; clf;

%% 定义一些常数项

lambda = 10 * 1e-6; %波长[m]
c = 3e8; %the speed of light
Vf = 1e6; %费米速度[m/s]
ec = 1.602e-19; %元电子电荷 elementary charge
kB = 1.38e-23; %波尔兹曼常数
H_bar = 6.63e-34/2 / pi; %普朗克常数
Mob = 10000 * 1e-4; %载流子漂移迁移率
T = 300; %温度[K]

omega = 2 * pi * c ./ lambda; %频率
Ef = 0.43 * ec; %费米能

n = (Ef ./ H_bar ./ Vf).^2 ./ pi; %载流子浓度
tau = Mob .* Ef ./ ec ./ Vf.^2; %intra-band 弛豫时间 [s]

%% 第一种计算方法
GC1_1 = 2 .* ec.^2 .* kB .* T ./ (pi .* H_bar.^2) .* (1i ./ (omega + 1i ./ tau)) .* log(2 .* cosh(Ef ./ (2 .* kB .* T))); %intra-band
GC1_2 = ec.^2 ./ (4 .* H_bar) .* (0.5 + 1 ./ pi .* atan((H_bar .* omega - 2 .* Ef) ./ (2 .* kB .* T)) - 1i ./ (2 .* pi) .* log((H_bar .* omega + 2 .* Ef).^2 ./ ((H_bar .* omega - 2 .* Ef).^2 + 4 .* (kB .* T).^2))); %inter-band
GC1 = GC1_1 + GC1_2; %电导率

%% 第二种计算方法，第二项结果不一样
GC2_1 = 1i * (ec^2 * kB * T) / (pi * H_bar^2 * (omega + 1i / tau)) * (Ef / kB / T + 2 * log(exp(-Ef / kB / T) + 1));
GC2_2 = 1i * (ec^2/4 / pi / H_bar) * log(...
    (2 * abs(Ef) - H_bar * (omega + 1i / tau)) ...
    / (2 * abs(Ef) + H_bar * (omega + 1i / tau)) ...
    );

GC2 = GC2_1 + GC2_2; %电导率
disp("Caculate Done");
clearvars -except GC1 GC2
